寫一段簡單的 Java 程序。

public?class?Hello?{public?static?void?main(String[]?args)?{System.out.println("hello?world");} }

通常我們想運行它要這樣。

[root@flash?~]#?javac?Hello.java [root@flash?~]#?java?Hello hello?world

但運行起來需要 jre。

我們換一種方式來編譯這個程序，首先下載一個 GraalVM 的 native-image 工具，然后。

[root@flash?~]#?native-image?Hello [hello:11725]????classlist:???1,031.19?ms,??0.96?GB [hello:11725]????????(cap):???2,624.14?ms,??0.96?GB [hello:11725]????????setup:???3,960.95?ms,??0.96?GB [hello:11725]?????(clinit):?????288.49?ms,??1.72?GB [hello:11725]???(typeflow):???2,642.38?ms,??1.72?GB [hello:11725]????(objects):???3,803.54?ms,??1.72?GB [hello:11725]???(features):???1,176.79?ms,??1.72?GB [hello:11725]?????analysis:???8,288.82?ms,??1.72?GB [hello:11725]?????universe:?????909.14?ms,??1.75?GB [hello:11725]??????(parse):?????801.67?ms,??1.75?GB [hello:11725]?????(inline):???1,096.07?ms,??2.32?GB [hello:11725]????(compile):???7,352.50?ms,??2.37?GB [hello:11725]??????compile:??10,146.59?ms,??2.37?GB [hello:11725]????????image:???1,639.93?ms,??2.37?GB [hello:11725]????????write:?????682.24?ms,??2.37?GB [hello:11725]??????[total]:??26,855.67?ms,??2.37?GB #?Printing?build?artifacts?to:?.../hello.build_artifacts.txt

執行完這個命令后，發現當前目錄多了個 hello 文件。

直接執行它，可以成功！

[root@flash?~]#?./hello hello?world

而且注意，這個是可以直接以二進制形式運行的，不依賴 jre。

也就是說，一個 Java 程序，被這個 native-image 編譯成了本地代碼！

這項技術來自于 GraalVM 的一個特性，在其官網的文檔中可以了解到，GraalVM 主要有三大特性：

通過新的 JIT 技術使 Java 程序更快運行

多語言支持

構建 JVM 無關的本地鏡像

這個 native-image 技術就是其中的第三點，即將 Java 代碼編譯成 JVM 無關的本地鏡像，使其可以直接以二進制的方式運行起來。

除了運行方便之外，我們對比一下這倆的文件大小和啟動時間。

[root@flash?~]#?ll -rw-r--r--??1?flash??staff???415B?10?27?15:50?Hello.class -rwxr-xr-x??1?flash??staff????10M?10?27?15:51?hello[root@flash?~]#?time?java?Hello hello?world java?Hello??0.09s?user?0.03s?system?113%?cpu?0.106?total[root@flash?~]#?time?./hello hello?world ./hello??0.00s?user?0.01s?system?34%?cpu?0.032?total

總結個表格。

Hello.class??415B? 0.12s

hello? 10M? 0.01s

可以看出，啟動時間大大縮短了！但文件大小卻大大增加了。

不過要知道，運行 Hello.class 要整個 jre 的支持，而運行二進制的 hello 卻不需要，這部分文件大小的差距，在小代碼上對比并不公平。

當然，啟動時間也都是毫秒級的，差距也不足以說明問題。下面我們試著用這種方式，對比一個 Spring Boot 項目。

有一點要說明的是，GraalVM 的本地編譯對 Java 代碼有很多的限制，有的時候需要配合配置文件才能成功，比如不支持動態類加載、反射、序列化等，具體可以見這里：

https://www.GraalVM.org/reference-manual/native-image/Limitations/

可是 Spring 項目中可是大量充斥著這些，我們需要增加好多配置文件，才能成功本地編譯一個 Spring Boot 項目。

好在，Spring 已經為我們考慮好這些事情了，提供了一個專門為 native 而生的 Spring Boot 依賴項，最方便的是我們新建項目的時候可以直接從 start.spring.io 生成。

然后可以直接用 mvn 命令來打包一個本地鏡像。

[root@flash?~]#?mvn?package?-Pnative ... [INFO]?Executing:?...native-image?-cp?...?-H:Name=demo-1 ... [demo-1:7725]????classlist:???1,695.81?ms,??0.94?GB [demo-1:7725]????????(cap):???1,932.48?ms,??0.94?GB [demo-1:7725]????????setup:???3,287.65?ms,??0.94?GB [demo-1:7725]?????(clinit):???2,256.61?ms,??5.68?GB [demo-1:7725]???(typeflow):??18,462.41?ms,??5.68?GB [demo-1:7725]????(objects):??17,848.47?ms,??5.68?GB [demo-1:7725]???(features):???4,646.24?ms,??5.68?GB [demo-1:7725]?????analysis:??45,521.71?ms,??5.68?GB [demo-1:7725]?????universe:???2,624.03?ms,??5.68?GB [demo-1:7725]??????(parse):???1,917.71?ms,??5.68?GB [demo-1:7725]?????(inline):???6,021.71?ms,??5.93?GB [demo-1:7725]????(compile):??30,497.99?ms,??6.06?GB [demo-1:7725]??????compile:??42,184.66?ms,??6.06?GB [demo-1:7725]????????image:???8,700.31?ms,??5.90?GB [demo-1:7725]????????write:???1,647.51?ms,??5.90?GB [demo-1:7725]??????[total]:?106,412.95?ms,??5.90?GB #?Printing?build?artifacts?to:?.../demo-1.build_artifacts.txt

同樣，我們用傳統的 jar 包方式打包一個 jar 文件，對比一下。

-rwxr-xr-x??1?flash??staff????66M?Nov??2?16:11?demo-1 -rw-r--r--??1?flash??staff????17M?Nov??2?16:09?demo-1-exec.jar

這回大小已經沒差那么多了，但仍然是二進制的本地包大。不過這僅僅是幾乎空的 Spring Boot 項目，隨著項目依賴的包越來越多，二進制的文件大小會越來越有優勢，這是后話了。

我們再來對比一下啟動速度，首先是傳統的 jar 包運行。

[root@flash?~]#?java?-jar?demo-1-exec.jar?.???____??????????_????????????__?_?_/\\?/?___'_?__?_?_(_)_?__??__?_?\?\?\?\ (?(?)\___?|?'_?|?'_|?|?'_?\/?_`?|?\?\?\?\\\/??___)|?|_)|?|?|?|?|?||?(_|?|??)?)?)?)'??|____|?.__|_|?|_|_|?|_\__,?|?/?/?/?/=========|_|==============|___/=/_/_/_/::?Spring?Boot?::????????????????(v2.5.6)2021-11-02?16:36:11.192??INFO?9468?---?[main]?com.example.demo1.Demo1Application???????:?Starting?Demo1Application?v0.0.1-SNAPSHOT?using?Java?11.0.12?on?sunyiming07deMacBook-Pro.local?with?PID?9468?(/Users/sunyiming07/IdeaProjects/graalvm-demos/springboot/demo/demo-1/target/demo-1-0.0.1-SNAPSHOT-exec.jar?started?by?sunyiming07?in?/Users/sunyiming07/IdeaProjects/graalvm-demos/springboot/demo/demo-1/target) 2021-11-02?16:36:11.195??INFO?9468?---?[main]?com.example.demo1.Demo1Application???????:?No?active?profile?set,?falling?back?to?default?profiles:?default 2021-11-02?16:36:12.097??INFO?9468?---?[main]?o.s.b.w.embedded.tomcat.TomcatWebServer??:?Tomcat?initialized?with?port(s):?8080?(http) 2021-11-02?16:36:12.110??INFO?9468?---?[main]?o.apache.catalina.core.StandardService???:?Starting?service?[Tomcat] 2021-11-02?16:36:12.110??INFO?9468?---?[main]?org.apache.catalina.core.StandardEngine??:?Starting?Servlet?engine:?[Apache?Tomcat/9.0.54] 2021-11-02?16:36:12.164??INFO?9468?---?[main]?o.a.c.c.C.[Tomcat].[localhost].[/]???????:?Initializing?Spring?embedded?WebApplicationContext 2021-11-02?16:36:12.164??INFO?9468?---?[main]?w.s.c.ServletWebServerApplicationContext?:?Root?WebApplicationContext:?initialization?completed?in?917?ms 2021-11-02?16:36:12.484??INFO?9468?---?[main]?o.s.b.w.embedded.tomcat.TomcatWebServer??:?Tomcat?started?on?port(s):?8080?(http)?with?context?path?'' 2021-11-02?16:36:12.494??INFO?9468?---?[main]?com.example.demo1.Demo1Application???????:?Started?Demo1Application?in?2.033?seconds?(JVM?running?for?2.504)

2.033 秒，已經慢下來了，不過正常的空 Spring Boot 項目也就這樣。

再看看本地鏡像啟動速度。

[root@flash?~]#?./demo-1 2021-11-02?16:38:33.141??INFO?9724?---?[main]?o.s.nativex.NativeListener???????????????:?This?application?is?bootstrapped?with?code?generated?with?Spring?AOT.???____??????????_????????????__?_?_/\\?/?___'_?__?_?_(_)_?__??__?_?\?\?\?\ (?(?)\___?|?'_?|?'_|?|?'_?\/?_`?|?\?\?\?\\\/??___)|?|_)|?|?|?|?|?||?(_|?|??)?)?)?)'??|____|?.__|_|?|_|_|?|_\__,?|?/?/?/?/=========|_|==============|___/=/_/_/_/::?Spring?Boot?::????????????????(v2.5.6)2021-11-02?16:38:33.143??INFO?9724?---?[main]?com.example.demo1.Demo1Application???????:?Starting?Demo1Application?v0.0.1-SNAPSHOT?using?Java?11.0.12?on?sunyiming07deMacBook-Pro.local?with?PID?9724?(/Users/sunyiming07/IdeaProjects/graalvm-demos/springboot/demo/demo-1/target/demo-1?started?by?sunyiming07?in?/Users/sunyiming07/IdeaProjects/graalvm-demos/springboot/demo/demo-1/target) 2021-11-02?16:38:33.143??INFO?9724?---?[main]?com.example.demo1.Demo1Application???????:?No?active?profile?set,?falling?back?to?default?profiles:?default 2021-11-02?16:38:33.178??INFO?9724?---?[main]?o.s.b.w.embedded.tomcat.TomcatWebServer??:?Tomcat?initialized?with?port(s):?8080?(http) 2021-11-02?16:38:33.178??INFO?9724?---?[main]?o.apache.catalina.core.StandardService???:?Starting?service?[Tomcat] 2021-11-02?16:38:33.178??INFO?9724?---?[main]?org.apache.catalina.core.StandardEngine??:?Starting?Servlet?engine:?[Apache?Tomcat/9.0.54] 2021-11-02?16:38:33.184??INFO?9724?---?[main]?o.a.c.c.C.[Tomcat].[localhost].[/]???????:?Initializing?Spring?embedded?WebApplicationContext 2021-11-02?16:38:33.184??INFO?9724?---?[main]?w.s.c.ServletWebServerApplicationContext?:?Root?WebApplicationContext:?initialization?completed?in?41?ms 2021-11-02?16:38:33.204??INFO?9724?---?[main]?o.s.b.w.embedded.tomcat.TomcatWebServer??:?Tomcat?started?on?port(s):?8080?(http)?with?context?path?'' 2021-11-02?16:38:33.204??INFO?9724?---?[main]?com.example.demo1.Demo1Application???????:?Started?Demo1Application?in?0.078?seconds?(JVM?running?for?0.08)我去！0.078 秒！！！

我還真從來沒有啟動 Spring Boot 項目體驗過這么極速的狀態呢！！！容我高興一會兒。

看吧，前面的 hello world 項目看不出什么，現在的 Spring Boot 項目，優勢就已經完全出來了，啟動速度秒殺呀！

可想而知，我們原來啟動可能要幾分鐘才成功的 Spring Boot 項目，會被這個 GraalVM 優化到多少呢？想想就激動！

不過這個我還沒有試，光是跑這個 Spring Boot 空項目就忙活了好久，一直報各種各樣奇怪的錯誤，等我再熟練熟練的。

剛剛也說了，想通過 GraalVM 的 native-image 功能編譯一個 Java 程序，有很多限制，比如不支持動態類加載、反射、動態代理、JNI、序列化以及 invoke dynamic 指令等。

這是由于，AOT 這種提前編譯的技術，需要一個封閉空間假設，即在編譯期就能夠把運行期所有需要的東西都準備好，但 Java 的好多特性就是和這種封閉空間假設相沖突的。

Java 啟動后隨著程序不斷運行，JVM 將一部分代碼編譯成本地代碼，這個叫 JIT 技術，它是在程序運行起來之后不斷分析而做的編譯，所以它不受封閉空間假設的限制。

說回 GraalVM 的 AOT，比如程序中有個反射，這就屬于運行時才會知道有這樣一個 Student 類被需要的情況。

Class.forName("com.flash.Student")

當然，GraalVM 會通過掃描這些反射方法的調用，來嘗試分析用到了哪些類。

如果分析不出來，就需要程序員手動配置，告訴 GraalVM 有哪些類要反射。

[{name:?"com.flash.Student",allDeclaredConstructors:?true,allPublicMethods:?true},{name:?"com.flash.Teacher",fileds:?[{name:?"teach"},?{name:?"talk"}],methods:?[{name:?"<init>",parameterTypes:?["char[]"]}]},//?…… ]

但這樣肯定是反人性的。

自己寫的代碼和依賴還好，但如果是使用第三方組建，比如人人都用的 Spring，肯定不能由程序員來去寫這些配置文件。

那就只有讓 Spring 官方提供這些配置，讓程序員仍然是簡單寫一些 maven 依賴就能把項目跑起來，才能把這個技術推廣出去，這也是剛剛 Spring Native 項目存在的意義。

今天簡單給大家分享下 GraalVM 的使用，這個技術基本還沒有公司大規模在用，還達不到工業級的成熟，不過未來云原生領域要求小包和快速啟動兩個特性，GraalVM 的未來說不定有大舞臺呢。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的0.07 秒启动一个 SpringBoot 项目！的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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